Tài liệu Chương 6: Đột biến đơn gene di truyền liên kết với giới tính & di truyền ty thể docx

Chương 6
Đột biến đơn gene di truyền liên kết với
giới tính & di truyền ty thể

Nhiễm sắc thể (NST) giới tính X của người là một NST lớn chứa
khoảng 5% DNA của genome (khoảng 160 triệu bp). Có trên 700 gene đã
được định vị trên NST giới tính X. Trái với NST X, NST Y rất nhỏ
(khoảng 70 triệu bp) và chỉ chứa rất ít gene.
I. Hiện tượng bất hoạt NST X ( X inactivity)
Trong những
năm đầu của thập niên
60, Lyon đã đưa ra giả
thuyết 1 trong 2 NST
X trong các tế bào
sinh dưỡng ở người
nữ đã bị bất hoạt. Sự
bất hoạt 1 trong 2
NST X đã xảy ra rất
sớm trong thời kỳ
phát triển phôi của
người nữ và NST X bị
bất hoạt mang tính
chất ngẫu nhiên, ở
một số tế bào thì NST
X bị bất hoạt có
nguồn gốc từ bố và ở
các tế bào khác thì
NST X có nguồn gốc
từ mẹ bị bất hoạt. Khi hiện tượng này xảy ra thì NST có nguồn gốc từ bố
(hoặc mẹ) đó sẽ bị bất hoạt trong tất cả các thế hệ tế bào sau. Như vậy

hiện tượng này vừa có tính ngẫu nhiên vừa có tính cố định (hình 1).
Hình 1: Giả thuyết Lyon về sự bất hoạt
của NST
X

Giả thuyết Lyon được cũng cố bằng các bằng chứng tế bào học
qua hình ảnh của vật thể Barr (Bar body) trong nhân tế bào ở gian kỳ (hình
2). Vật thể này là một NST X bị bất hoạt và chỉ được thấy ở các tế bào có
từ 2 NST X trở lên. Số lượng vật thể Barr trong nhân tế bào luôn luôn

1

bằng số lượng NST giới tính X trừ đi 1.
Các nghiên cứu cho thấy quá trình
bất hoạt xảy ra khoảng 2 tuần sau khi
thụ tinh, khi phôi có khoảng vài trăm tế
bào. Tuy nhiên hiện tượng bất hoạt xảy
ra trên NST X là không hoàn toàn, một
số vùng NST X vẫn duy trì trạng thái
hoạt động trên tất cả các bản sao của
nó, đặc biệt là những vùng đầu tận cùng
của các nhánh dài và nhánh ngắn của
NST. Vùng tận cùng của nhánh ngắn trên NST X có độ tương đồng rất cao
đối với phần xa trên nhánh ngắn của
NST Y. Một số vùng khác trên NST X
cũng không bị bất hoạt. Những nghiên
cứu gần đây cho thấy gần 20% số gene trên NST X bất hoạt có thể vẫn
hoạt động. Rất nhiều gene trên NST X thoát khỏi sự bất hoạt có allele
tương đồng trên NST Y dẫn đến hiện tượng là tạo ra kiểu gene tương tự ở
người nam và người nữ.

Hình 2: Vật thể Barr
II. Di truyền gene lặn liên kết NST X
Nhiều bệnh đã được biết rõ di truyền theo kiểu gene lặn liên kết với
NST giới tính X. Những bệnh phổ biến gồm bệnh ưa chảy máu A
(hemophilia A), bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne (Duchenne muscular
dystrophy), bệnh mù màu lục - đỏ (red - green color blindness).

Hình 3: Phả hệ cho thấy sự di truyền của một bệnh di truyền lặn liên kết NST
giới tính X, các ký hiệu được tô đậm minh họa những người mắc bệnh, các ký
hiệu có dấu chấm minh họa những người bình thường mang gene bệnh.

2

Đặc điểm
- Biểu hiện của bệnh được thấy phổ biến ở người nam hơn người nữ
(hình 3)
- Gene bệnh được truyền dưới dạng dị hợp tử qua một loạt các người
nữ dẫn đến sự ngắt quãng trong biểu hiện qua một số thế hệ.
- Bố mắc bệnh sẽ truyền gene cho 100% con gái của ông ta và
những người con gái này sẽ truyền gene bệnh cho 50% số con trai
của họ và làm biểu hiện bệnh.
- Kiểu hôn nhân phổ biến là hôn nhân giữa một người nữ mang gene
bệnh (carrier) và môt người nam bình thường. (hình 4a).
- Một kiểu hôn nhân phổ biến khác là bố mắc bệnh và mẹ bình
thường, trong trường hợp này toàn bộ con trai của họ hoàn toàn
bình thường và toàn bộ con gái của họ đều là carrier với kiểu gene
dị hợp tử do nhận gene bệnh từ bố (hình 4b).
- Kiểu hôn nhân giữa môt người nam mắc bệnh và một người nữ
mang gene bệnh rất ít gặp. Con gái của họ sẽ có một nửa mang
gene bệnh ở trạng thái dị hợp tử (carrier) và nửa kia mang gene

bệnh ở trạng thái đồng hợp và có biểu hiện bệnh. Ở con trai cũng
có một nửa hoàn toàn bình thường và một nửa mắc bệnh.












Đôi khi cũng có thể gặp người nữ chỉ mang một gene lặn đột biến
trên NST X nhưng vẫn có biểu hiện bệnh do hiện tượng bất hoạt của
NST X như trong bệnh hemophilia A có khoảng độ 5% người nữ dị hợp tử
(a) (b)
Hình 4: (a) Hôn nhân giữa một người nam bình thường và một người nữ mang
gene bệnh; (b) Hôn nhân giữa một người nữ bình thường và một người nam mắc
bệnh.

3

có nồng độ yếu tố VIII thấp đủ để được coi như là mắc bệnh hemophilia
thể nhẹ.
III. Di truyền gene trội liên kết NST X
Ngoại trừ trường hợp hội chứng NST X dễ gãy (fragile X
syndrome), các bệnh di truyền gene trội liên kết NST X có số lượng ít hơn
và có ý nghĩa về mặt

lâm sàng không bằng
trường hợp di truyền
gene lặn liên kết NST
X.
Ví dụ trong bệnh
còi xương do giảm
phosphate máu (hypo-
phosphatemia ricket),
đây là một bệnh mà
thận bị suy giảm khả
năng trong việc tái hấp
thu phosphate dẫn đến
việc cốt hóa bất thường
làm xương bị cong và
biến dạng.
Giống như trường
hợp di truyền gene trội
trên NST thường, người
nữ dị hợp tử về gene bệnh trên NST X sẽ có biểu hiện nhẹ hơn so với
người nữ đồng hợp tử.
Hình 5: Phả hệ minh họa sự di truyền của một gene
trội liên kết NST X, X
1
là allele bình thường; X
2
là
allele bệnh.
Đặc điểm
Mỗi cá thể chỉ cần nhận một gene bệnh liên kết NST X là đủ để mắc
bệnh. Vì người nữ có 2 NST X, một trong 2 NST này đều có khả năng

mang gene bệnh nên người nữ có khả năng mắc bệnh cao gấp đôi người
nam (trừ khi gene bệnh đó gây chết ở người nam) (hình 5).
Người bố mắc bệnh không thể truyền bệnh cho con trai nhưng con gái của
họ đều mắc bệnh do nhận gene này.
Người mẹ mắc bệnh thường ở trạng thái dị hợp. Những người này thường
truyền bệnh cho con gái hoặc con trai với xác suất khoảng 50% như nhau
ở cả 2 giới.

4

IV. Di truyền liên kết với NST Y

Hình 6: Phả hệ minh họa sự di truyền của bệnh liên kết NST Y
Hiện nay đã có khoảng 24 gene liên kết với NST Y đã được xác
định. Những gene này gồm có gene bắt đầu cho sự biệt hóa của phôi thành
người nam, nhiều gene mã hóa cho các yếu tố sinh tinh đặc hiệu của tinh
hoàn (testis - specific spermatogenesis factors) và một kháng nguyên
tương hợp tổ chức phụ (minor histocompatibility antigen) được gọi là HY.
Rất nhiều gene quản gia (housekeeping gene) định vị trên NST Y và tất cả
những gene này đều có allele tương đồng không bị bất hoạt trên NST X.
Các tính trạng liên kết với NST Y luôn luôn có kiểu di truyền bố - con trai
(hình 6).
V. Các tính trạng có sự biểu hiện giới hạn bởi giới tính (sex
limited trait) hoặc chịu ảnh hưởng của giới tính (sex influenced
trait)
Đôi khi có sự nhầm lẫn giữa sự biểu hiện của tính trạng di truyền
liên kết với giới tính với sự biểu hiện của tính trạng giới hạn bởi giới tính
hoặc chịu ảnh hưởng của giới tính.
Một tính trạng có biểu hiện giới hạn bởi giới tính là tính trạng xảy ra
ở chỉ một trong hai giới dẫn đến sự khác biệt về mặt giải phẫu giữa hai

giới. Các khuyết tật của tử cung và tinh hoàn cũng là một ví dụ cho hiện
tượng này.
Một ví dụ rất hay cho trường hợp tính trạng có sự biểu hiện chịu ảnh
hưởng của giới tính là tính trạng sói đầu (baldness). Tính trạng này biểu
hiện ở cả nam và nữ nhưng xảy ra ở nam phổ biến hơn. Tính trạng này
không di truyền liên kết với giới tính mà di truyền theo kiểu gene trội trên
NST thường ở người nam nhưng lại di truyền theo kiểu gene lặn trên NST
thường ở người nữ. Người nữ dị hợp tử có thể truyền gene này cho con
cháu của họ nhưng không biểu hiện, người nữ chỉ bị sói đầu khi mang

5